JP2020115716A - Timepiece and motor control method for timepiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、時計及び時計用モータ制御方法に関する。 The present invention relates to a timepiece and a timepiece motor control method.
現在では、ステッピングモータを使用して指針を駆動させる時計が広く流通している。このような時計では、落下等の衝撃を受け、指針が動いてしまった場合、指針の動きが輪列を介してステッピングモータのロータを回転させ、指針が表示している時刻にずれが生じてしまうことがある。このようにして生じる時刻のずれを補正する技術として、例えば、特許文献1に開示されている電子時計及び特許文献2に開示されている電子時計がある。
Currently, timepieces that use a stepping motor to drive the hands are widely distributed. In such a timepiece, when the pointer moves due to an impact such as a drop, the movement of the pointer causes the rotor of the stepping motor to rotate through the train wheel, and the time indicated by the pointer may shift. It may end up. As a technique for correcting the time shift that occurs in this way, there are, for example, an electronic timepiece disclosed in
特許文献1に開示されている電子時計は、回転子が静止中に外部より衝撃が加えられた場合、電磁コイルに発生する誘起電圧を検出する衝撃検出手段と、該衝撃検出手段の出力と駆動信号の相別により衝撃方向を判別する衝撃方向判別手段及び該衝撃方向判別手段の出力に基づき駆動信号を制御する制御手段とを有する。この電子時計は、逆転衝撃を受けたと判別した場合、補償駆動用信号を出力し、正転衝撃を受けたと判別した場合、補償駆動用信号を出力しないことにより、ロータが逆転衝撃により180度回転した場合、時刻のずれを補正することができる。
The electronic timepiece disclosed in
特許文献2に開示されている電子時計は、コイルに発生する誘起電圧に基づいて衝撃によるロータの回転を検出する回転検出回路及びコイルの両端の点のどちらの電位が高いかによって衝撃により正回転又は逆回転のいずれが発生したかを検出する回転方向検出回路が設けられている。この電子時計は、回転検出回路及び回転方向検出回路からの信号により波形合成回路及び駆動回路を制御し、時計に衝撃が加わっても時刻表示の狂いを無くすことができる。
The electronic timepiece disclosed in
しかし、これら二つの電子時計は、衝撃によるロータの回転が180度(以下、180度の回転を1ステップと称する。)である場合には時刻のずれを補正することができるものの、360度(2ステップ)、540度(3ステップ)等、ロータが複数ステップ回転している場合には正しい時刻に補正することができないことがある。また、衝撃によりロータが回転していない場合でも誘起電圧が発生することがあるため、特許文献2に開示されている電子時計は、ロータの回転の検出や回転の方向を正確に検出し得ないことがある。
However, these two electronic timepieces can correct the time difference when the rotation of the rotor due to the impact is 180 degrees (hereinafter, the rotation of 180 degrees is referred to as one step). When the rotor is rotating in a plurality of steps such as 2 steps) and 540 degrees (3 steps), it may not be possible to correct the time. Further, since an induced voltage may be generated even when the rotor is not rotating due to impact, the electronic timepiece disclosed in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、時刻の補正精度を向上させることができる時計及び時計用モータ制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a timepiece and a timepiece motor control method capable of improving time correction accuracy.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る時計は、指針を時計周りに回転させる正転方向又は前記指針を前記正転方向と反対の方向である逆転方向に回転させるロータ、及び前記ロータを回転させるための磁束を発生させるコイル、を備えるモータと、前記コイルに流れた駆動電流と同一の方向に流れる第1誘起電流を前記コイルに流す第1誘起電圧の絶対値が所定の閾値を超えたタイミングと、前記駆動電流と反対の方向に流れる第2誘起電流を前記コイルに流す第2誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超えたタイミングと、の順序に基づいて、前記ロータが衝撃により回転した方向を判定する回転方向判定部と、前記第1誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第1回数及び前記第2誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第2回数に基づいて、前記ロータが前記正転方向に回転した正転回数又は前記ロータが前記逆転方向に回転した逆転回数を算出する回転数算出部と、前記正転回数に基づいて前記コイルに駆動パルスを出力する処理を停止させる、若しくは前記正転回数に基づいて前記コイルに逆方向駆動パルスを出力する第1補正処理、又は前記逆転回数に基づいて前記コイルに回転補正パルスを出力する第2補正処理、を実行する回転補正部と、を備える。 In order to achieve the above object, a timepiece according to an aspect of the present invention includes a rotor that rotates a pointer clockwise, or a rotor that rotates the pointer in a reverse direction that is a direction opposite to the normal rotation direction, and the rotor. A motor that includes a coil that generates a magnetic flux for rotating the rotor, and an absolute value of a first induced voltage that flows through the coil in the same direction as a driving current that flows through the coil has a predetermined threshold value. And the timing at which the absolute value of the second induced voltage that causes the second induced current flowing in the opposite direction to the drive current to flow through the coil exceeds the predetermined threshold value. A first direction in which the absolute value of the first induced voltage exceeds the predetermined threshold and the absolute value of the second induced voltage exceeds the predetermined threshold. A rotation speed calculation unit that calculates the number of forward rotations in which the rotor rotates in the forward rotation direction or the number of reverse rotations in which the rotor rotates in the reverse rotation direction based on the number of two times, and the coil based on the number of forward rotations. A first correction process of stopping the process of outputting a drive pulse or outputting a reverse drive pulse to the coil based on the number of forward rotations; or outputting a rotation correction pulse to the coil based on the number of reverse rotations A rotation correction unit that executes two correction processes.
また、本発明の一態様に係る時計において、前記回転補正部は、前記正転回数が1以上である場合、前記第1補正処理において、前記コイルに前記駆動パルスを出力する処理を前記正転回数と同じ回数停止させる。 Further, in the timepiece according to one aspect of the present invention, the rotation correction unit performs a process of outputting the drive pulse to the coil in the normal rotation rotation in the first correction processing when the normal rotation count is 1 or more. Stop for the same number of times.
また、本発明の一態様に係る時計において、前記回転補正部は、前記正転回数が1以上である場合、前記第1補正処理において、前記正転回数と同じ回数だけ、前記コイルに逆駆動パルスを出力する。 Further, in the timepiece according to one aspect of the present invention, when the number of times of forward rotation is 1 or more, the rotation correction unit reversely drives the coil by the same number of times as the number of times of forward rotation in the first correction process. Output a pulse.
また、本発明の一態様に係る時計において、前記回転補正部は、前記逆転回数が1以上である場合、前記第2補正処理において、前記コイルに前記回転補正パルスを出力する処理を前記逆転回数と同じ回数実行する。 Further, in the timepiece according to one aspect of the present invention, the rotation correction unit performs a process of outputting the rotation correction pulse to the coil in the second correction process when the number of reverse rotations is 1 or more. Do the same number of times as.
また、本発明の一態様に係る時計において、前記回転数算出部は、前記第1回数と前記第2回数との和から2を差し引くことにより前記正転回数を算出する。 Further, in the timepiece according to one aspect of the present invention, the rotation speed calculation unit calculates the normal rotation frequency by subtracting 2 from the sum of the first frequency and the second frequency.
また、本発明の一態様に係る時計において、前記回転数算出部は、前記第1回数と前記第2回数との和から1を差し引くことにより前記逆転回数を算出する。 In the timepiece according to one aspect of the present invention, the rotation speed calculation unit calculates the number of times of reverse rotation by subtracting 1 from the sum of the first number of times and the second number of times.
また、本発明の一態様に係る時計において、前記回転方向判定部は、前記第1誘起電圧の絶対値が前記第2誘起電圧の絶対値よりも先に前記所定の閾値を超えた場合、前記ロータが前記正転方向に回転したと判定する。 Further, in the timepiece according to one aspect of the present invention, when the absolute value of the first induced voltage exceeds the predetermined threshold value before the absolute value of the second induced voltage exceeds the predetermined threshold value, It is determined that the rotor has rotated in the forward rotation direction.
また、本発明の一態様に係る時計において、前記回転方向判定部は、前記第2誘起電圧の絶対値が前記第1誘起電圧の絶対値よりも先に前記所定の閾値を超えた場合、前記ロータが前記逆転方向に回転したと判定する。 Further, in the timepiece according to one aspect of the present invention, the rotation direction determination unit, when the absolute value of the second induced voltage exceeds the predetermined threshold value before the absolute value of the first induced voltage, It is determined that the rotor has rotated in the reverse rotation direction.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る時計用モータ制御方法は、指針を時計周りに回転させる正転方向又は前記正転方向と反対の方向である逆転方向にロータを回転させるための磁束を発生させるコイルに流れた駆動電流と同一の方向に流れる第1誘起電流を前記コイルに流す第1誘起電圧の絶対値が所定の閾値を超えたタイミングと、前記駆動電流と反対の方向に流れる第2誘起電流を前記コイルに流す第2誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超えたタイミングと、の順序に基づいて、前記ロータが衝撃により回転した方向を判定する回転方向判定ステップと、前記第1誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第1回数及び前記第2誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第2回数に基づいて、前記ロータが前記正転方向に回転した正転回数又は前記ロータが前記逆転方向に回転した逆転回数を算出する回転数算出ステップと、前記正転回数に基づいて前記コイルに駆動パルスを出力する処理を停止させる、若しくは前記正転回数に基づいて前記コイルに逆方向駆動パルスを出力する第1補正処理、又は前記逆転回数に基づいて前記コイルに回転補正パルスを出力する第2補正処理、を実行する回転補正ステップと、を含む。 In order to achieve the above object, a timepiece motor control method according to an aspect of the present invention rotates a rotor in a forward rotation direction in which a pointer is rotated clockwise or in a reverse rotation direction that is a direction opposite to the forward rotation direction. The timing at which the absolute value of the first induced voltage flowing in the coil of the first induced current flowing in the same direction as the driving current flowing in the coil that generates the magnetic flux exceeds a predetermined threshold, and the direction opposite to the driving current. Direction determining step for determining the direction in which the rotor rotates due to impact based on the order of the timing at which the absolute value of the second induced voltage flowing through the coil of the second induced current flowing through the coil exceeds the predetermined threshold value. And a second number of times when the absolute value of the first induced voltage exceeds the predetermined threshold value and a second number of times when the absolute value of the second induced voltage exceeds the predetermined threshold value, the rotor is rotated in the forward rotation direction. Rotation number calculation step for calculating the number of forward rotations rotated in the reverse direction or the number of reverse rotations in which the rotor rotates in the reverse rotation direction, and stopping the process of outputting a drive pulse to the coil based on the number of forward rotations, or A rotation correction step of executing a first correction process of outputting a reverse drive pulse to the coil based on the number of turns, or a second correction process of outputting a rotation correction pulse to the coil based on the number of reverse rotation. Including.
本発明によれば、時刻の補正精度を向上させることができる時計及び時計用モータ制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a timepiece and a timepiece motor control method capable of improving the time correction accuracy.
図1から図12を参照しながら、実施形態に係る時計の一例について説明する。図1は、実施形態に係る時計の構成の一例を示す図である。図1に示すように、時計1は、発振回路101と、分周回路102と、制御回路103と、主駆動パルス発生回路104と、補正駆動パルス発生回路105と、モータ駆動回路106と、ステッピングモータ107と、時計ケース108と、アナログ表示部109と、ムーブメント110と、指針111と、カレンダ表示部112と、回転検出回路113と、回転方向判定回路114と、回転数算出回路115と、回転補正回路116とを備える。
An example of the timepiece according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the timepiece according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the
発振回路101は、所定の周波数を有する信号を発生させて分周回路102に送信する。分周回路102は、発振回路101から受信した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生させて制御回路103に送信する。制御回路103は、分周回路102から受信した時計信号等に基づいて、時計1の各部に制御信号を送信し、これらの動作を制御する。
The
主駆動パルス発生回路104は、制御回路103から受信した制御信号に基づいて、ステッピングモータ107を駆動する主駆動パルスを発生させてモータ駆動回路106に出力する。主駆動パルスは、後述するステッピングモータ107のロータ202を1ステップ、すなわち180度正転方向に回転させるために出力される櫛歯状の電圧パルスである。なお、ここで言う正転方向は、指針111を時計周りに回転させるために後述するロータ202が回転する方向である。一方、逆転方向は、正転方向と反対の方向である。
The main drive
補正駆動パルス発生回路105は、制御回路103から受信した制御信号に基づいて、ステッピングモータ107を駆動する補正駆動パルスを発生させてモータ駆動回路106に出力する。補正駆動パルスは、後述するステッピングモータ107のロータ202が主駆動パルスにより正転方向に回転しなかった場合に出力される電圧パルスであり、主駆動パルスよりもデューティ比が大きいため、主駆動パルスよりもエネルギーが大きい。
The correction drive
図2は、実施形態に係るモータ駆動回路及びステッピングモータの一例を示す図である。図2に示すように、モータ駆動回路106は、トランジスタTP1と、トランジスタTP2と、トランジスタTP3と、トランジスタTP4と、トランジスタTN1と、トランジスタTN2と、検出抵抗Rs1と、検出抵抗Rs2と、端子ОUT1と、端子ОUT2とを備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the motor drive circuit and the stepping motor according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the
トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3及びトランジスタTP4は、PチャネルのMОSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)であり、ローレベルのゲート信号を受信するとオンになり、ハイレベルのゲート信号を受信するとオフになる。また、トランジスタTN1及びトランジスタTN2は、NチャネルのMОSFETであり、ローレベルのゲート信号を受信するとオフになり、ハイレベルのゲート信号を受信するとオンになる。なお、ハイレベルの電位は、モータ駆動回路106の電源電圧であるVDDと等しい電位である。また、ローレベルの電位は、0V又は基準電圧であるVSSと等しい電位である。
The transistor TP1, the transistor TP2, the transistor TP3, and the transistor TP4 are P-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), which are turned on when receiving a low-level gate signal and receive a high-level gate signal. Then it turns off. The transistors TN1 and TN2 are N-channel MOSFETs, which are turned off when receiving a low-level gate signal and turned on when receiving a high-level gate signal. The high-level potential is equal to VDD, which is the power supply voltage of the
トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3及びトランジスタTP4のソースは、互いに電気的に接続されており、モータ駆動回路106の電源電圧であるVDDが供給される。トランジスタTP3のドレインは、検出抵抗Rs1の一端に電気的に接続されている。また、トランジスタTP1のドレイン、トランジスタTN1のドレイン及び検出抵抗Rs1の他端は、端子ОUT1に電気的に接続されている。トランジスタTP4のドレインは、検出抵抗Rs2の一端に電気的に接続されている。また、トランジスタTP2のドレイン、トランジスタTN2のドレイン及び検出抵抗Rs2の他端は、端子ОUT2に電気的に接続されている。トランジスタTN1及びトランジスタTN2のソースは、互いに電気的に接続されており、0V又は基準電圧であるVSSが供給される。また、端子ОUT1及び端子ОUT2は、図示されていないコンパレータの入力端子に接続されている。さらに、このコンパレータの基準入力端子には、後述する基準電圧Vcompが入力される。
The sources of the transistor TP1, the transistor TP2, the transistor TP3, and the transistor TP4 are electrically connected to each other, and VDD, which is the power supply voltage of the
図2に示すように、ステッピングモータ107は、ステータ201と、ロータ202と、ロータ収納用貫通孔203と、内ノッチ204と、内ノッチ205と、外ノッチ206と、外ノッチ207と、磁心208と、コイル209とを備える。
As shown in FIG. 2, the stepping
ステータ201は、U字状に湾曲しており、磁性材料で作製されている部材である。ロータ202は、円柱状に形成されており、ステータ201に形成されたロータ収納用貫通孔203に対して回転可能な状態で挿入されている。また、ロータ202は、着磁されているため、N極及びS極を有する。ロータ202は、正転方向に回転することにより輪列を介して指針111を時計周りに回転させ、逆転方向に回転することにより輪列を介して指針111を反時計周りに回転させる。
The
内ノッチ204及び内ノッチ205は、ロータ収納用貫通孔203の壁面に形成された切り欠きであり、ステータ201に対するロータ202の停止位置を決定している。すなわち、例えば、図2に示すように、ロータ202は、コイル209が励磁されていない場合、磁極軸が内ノッチ204と内ノッチ205とを結ぶ線分と直交する位置で静止する。
The
外ノッチ206及び外ノッチ207は、それぞれ湾曲しているステータ201の内側及び外側に形成されている切り欠きであり、ロータ収納用貫通孔203との間に過飽和部を形成している。ここで、過飽和部は、ロータ202の磁束により磁気飽和せず、コイル209が励磁されたときに磁気飽和して磁気抵抗が大きくなる部分である。
The
磁心208は、磁性材料で作製されている棒状の部材であり、ステータ201の両端と接合されている。コイル209は、磁心208に巻き付けられており、端子ОUT1に一端が接続されており、端子ОUT2に他端が接続されている。
The
図3は、実施形態に係るロータを回転させる場合にコイルの二つの端子それぞれに発生する信号及びこれらの信号を発生させるためにトランジスタのゲートに入力されるゲート信号の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of signals generated at the two terminals of the coil when the rotor according to the embodiment is rotated and a gate signal input to the gate of the transistor for generating these signals.
モータ駆動回路106は、ロータ202の磁極軸が内ノッチ204と内ノッチ205とを結ぶ線分と直交した状態で静止している場合において、例えば、トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3、トランジスタTP4、トランジスタTN1及びトランジスタTN2に対して図3の左側に示したゲート信号を出力する。
When the
これにより、トランジスタTP1は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタTP3及びトランジスタTP4は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。また、トランジスタTN1は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。さらに、トランジスタTP2及びトランジスタTN2は、櫛歯状のゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。 As a result, the transistor TP1 receives the low level gate signal and is turned on. The transistors TP3 and TP4 are turned off upon receiving the high level gate signal. Further, the transistor TN1 receives a low level gate signal and is turned off. Further, the transistors TP2 and TN2 receive the comb-shaped gate signal and repeat on and off.
この場合、図3に示すように、端子ОUT1の電圧がハイレベルとなり、端子ОUT2に櫛歯状の駆動パルスが出力される。そして、図2に示すように、VDD、トランジスタTP1、端子ОUT1、コイル209、端子ОUT2、トランジスタTN2、VSSの経路で駆動電流Idrvが流れ、コイル209に磁束ΦCが発生する。ロータ202のN極及びS極が磁束ΦCによりステータ201に発生したN極及びS極それぞれと反発することにより、ロータ202は、図2に軌跡r1で示すように、θ0方向からθ1方向に回転する。この回転は、正転方向への1ステップ回転の一例である。したがって、駆動電流Idrvは、ロータ202が衝撃により回転した方向が判定される前にロータを正転方向に1ステップ回転させるために流れる電流であるといえる。
In this case, as shown in FIG. 3, the voltage of the terminal OUT1 becomes high level, and the comb-teeth drive pulse is output to the terminal OUT2. Then, as shown in FIG. 2, the drive current Idrv flows through the path of VDD, the transistor TP1, the terminal OUT1, the
次に、モータ駆動回路106は、ロータ202のN極がθ1方向を向いている場合において、例えば、トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3、トランジスタTP4、トランジスタTN1及びトランジスタTN2に対して図3の右側に示したゲート信号を出力する。
Next, in the case where the N pole of the
これにより、トランジスタTP2は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタTP3及びトランジスタTP4は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。また、トランジスタTN2は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。さらに、トランジスタTP1及びトランジスタTN1は、櫛歯状のゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。 As a result, the transistor TP2 receives the low level gate signal and is turned on. The transistors TP3 and TP4 are turned off upon receiving the high level gate signal. Further, the transistor TN2 receives the low level gate signal and is turned off. Further, the transistors TP1 and TN1 receive the comb-shaped gate signal and repeat on and off.
この場合、図3に示すように、端子ОUT2の電圧がハイレベルとなり、端子ОUT1に櫛歯状の駆動パルスが出力される。そして、VDD、トランジスタTP2、端子ОUT2、コイル209、端子ОUT1、トランジスタTN1、VSSの経路で駆動電流が流れ、コイル209に磁束ΦCと反対方向の磁束が発生する。ロータ202のN極及びS極が当該磁束によりステータ201に発生したN極及びS極それぞれと反発することにより、ロータ202は、θ1方向からθ0方向に回転する。この回転は、正転方向への1ステップ回転の一例である。したがって、この駆動電流は、上述した駆動電流Idrvが流れる場合とロータ202のN極の向きが反対である場合に、ロータ202が衝撃により回転した方向が判定される前にロータを正転方向に1ステップ回転させるために流れる電流であるといえる。
In this case, as shown in FIG. 3, the voltage of the terminal OUT2 becomes high level, and the comb-teeth drive pulse is output to the terminal OUT1. Then, a drive current flows through the path of VDD, the transistor TP2, the terminal OUT2, the
図1に戻り、時計ケース108は、発振回路101、分周回路102、制御回路103、主駆動パルス発生回路104、補正駆動パルス発生回路105、モータ駆動回路106、ステッピングモータ107、アナログ表示部109、ムーブメント110、指針111、カレンダ表示部112、回転検出回路113、回転方向判定回路114、回転数算出回路115及び回転補正回路116を収納している筐体である。
Returning to FIG. 1, the
アナログ表示部109は、目盛りが刻まれた文字盤である。ムーブメント110は、時計1の各部を駆動させるための機械式の機構である。指針111は、時針、分針、秒針その他の針を含む。カレンダ表示部112は、ステッピングモータ107により駆動され、日付を表示する。
The
回転検出回路113は、時計1が落下等の衝撃を受けておらず、通常通りに駆動されているロータ202の回転を検出する。図4は、実施形態に係るロータが図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転し、自由振動している状態の一例を示す図である。図5は、図4に示した場合における駆動パルス、誘起電圧及び補正駆動パルスと、これら三つの信号を発生させるためにトランジスタのゲートに入力されるゲート信号の一例である。以下の説明では、図4に示したX方向とY方向により区切られた第I象限、第II象限、第III象限及び第IV象限を使用する。また、図4に示すように、第I象限及び第II象限によって構成される領域と第III象限及び第IV象限によって構成される領域との境界(図中のX軸)には、水平磁極が位置している。
The
モータ駆動回路106は、図3の左側に示したゲート信号と同様のゲート信号を出力することにより、端子ОUT2に図5に示した駆動パルスP1を出力する。これにより、VDD、トランジスタTP1、端子ОUT1、コイル209、端子ОUT2、トランジスタTN2、VSSの経路で駆動電流が流れ、コイル209に磁束が発生する。ロータ202のN極及びS極が当該磁束によりステータ201に発生したN極及びS極それぞれと反発することにより、ロータ202は、図4に示した軌跡r1、軌跡r2及び軌跡r3で示すように、θ0方向からθ1方向に回転する。
The
軌跡r1は、ロータ202がN極をθ0の方向に向けている状態から内ノッチ205により形成されている磁気的ポテンシャルの最大点を超え、第II象限と第III象限との境界に到達する様子を表している。また、駆動パルスP1は、ロータ202が軌跡r1で表される回転を続けている間、出力される。軌跡r2は、ロータ202のN極が第II象限と第III象限との境界に位置している状態からロータ202がN極をθ1の方向に向けている状態を経て、時計周りの角速度がゼロになるまで回転する様子を表している。軌跡r3は、時計周りの角速度がゼロになった後、ロータ202が反時計周りに回転する様子を表している。ロータ202は、この後も運動エネルギーが尽きるまで時計周り方向への回転と反時計周り方向への回転とを繰り返す。
The locus r1 exceeds the maximum point of the magnetic potential formed by the
モータ駆動回路106は、ロータ202が軌跡r2又は軌跡r3上で表される回転を続けている間、例えば、トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3、トランジスタTP4、トランジスタTN1及びトランジスタTN2に対して図5に示したゲート信号を出力する。
The
これにより、トランジスタTP1及びトランジスタTP4は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタTP3は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタTN1及びトランジスタTN2は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。そして、トランジスタTP2は、櫛歯状のゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。また、この櫛歯状のゲート信号は、チョッパ信号と呼ばれる。 As a result, the transistors TP1 and TP4 receive the low level gate signal and are turned on. The transistor TP3 receives the high level gate signal and is turned off. The transistors TN1 and TN2 are turned off upon receiving a low level gate signal. Then, the transistor TP2 receives the comb-shaped gate signal and repeats turning on and off. The comb-shaped gate signal is called a chopper signal.
この場合、図5に示すように、端子ОUT1の電圧がハイレベルとなり、ロータ202が軌跡r2で表される回転を続けている間、端子ОUT2にハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答が出力される。このスパイク状の電圧応答は、図5に示されており、駆動電流と同一の方向に流れる誘起電流Irs1をチョッパ信号により増幅して検出することにより得られた応答であり、電圧の大きさがトランジスタTP2の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。なお、チョッパ信号により信号を増幅する処理は、チョッパ増幅と呼ばれる。
In this case, as shown in FIG. 5, the voltage of the terminal OUT1 becomes a high level, and while the
また、図5に示すように、ロータ202が軌跡r3で表される回転を続けている間、端子ОUT2にハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答が出力される。これらのスパイク状の電圧応答は、図5に示されており、駆動電流と反対の方向に流れる誘起電流Irs2をチョッパ信号により増幅して検出することにより得られた応答である。回転検出回路113は、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Vcompを超えている場合、ロータ202が1ステップ回転したと判定する。つまり、ロータ202が落下等の衝撃により正転方向又は逆転方向に回転することなく、正転方向へ正常に回転した場合、駆動パルスが一回出力される度に絶対値が基準電圧Vcompを超えるスパイク状の電圧応答が一回検出される。一方、回転検出回路113は、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Vcomp以下である場合、ロータ202が回転していないと判定する。なお、ここで言う基準電圧Vcompは、例えば、図5に示すように、0V又は基準電圧であるVSSと等しい電位である。
Further, as shown in FIG. 5, while the
ロータ202が回転していると判定された場合、制御回路103は、通常通りの制御を続ける。一方、ロータ202が回転していないと判定された場合、制御回路103は、補正駆動パルス発生回路105及びモータ駆動回路106を制御し、例えば、図5に示した補正駆動パルスP2又は補正駆動パルスPrを端子ОUT2に出力させる。
When it is determined that the
具体的には、モータ駆動回路106は、例えば、トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3、トランジスタTP4、トランジスタTN1及びトランジスタTN2に対して図5に示したゲート信号を出力する。これにより、トランジスタTP1は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタTP2、トランジスタTP3及びトランジスタTP4は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタTN1は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタTN2は、ハイレベルのゲート信号を受信してオンになる。この場合、図5に示すように、端子ОUT1の電圧がハイレベルとなり、端子ОUT2に補正駆動パルスP2が出力される。
Specifically, the
或いは、モータ駆動回路106は、例えば、トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3、トランジスタTP4、トランジスタTN1及びトランジスタTN2に対して図5に示したゲート信号を出力する。これにより、トランジスタTP1は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。トランジスタTP3及びトランジスタTP4は、ハイレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタTN1は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。トランジスタTP2及びトランジスタTN2は、櫛歯状のゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。この場合、図5に示すように、端子ОUT1の電圧がハイレベルとなり、端子ОUT2に櫛歯状の補正駆動パルスPrが出力される。
Alternatively, the
また、回転検出回路113は、時計1に加えられた落下等の衝撃によるロータ202の回転を検出する。図6は、図2に示した状態からロータを正転方向に1ステップ回転させた後、ロータを正転方向に1ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合の一例を示す図である。図7は、図6に示した場合においてトランジスタのゲートに入力されるゲート信号及びコイルの二つの端子それぞれに発生する誘起電圧の一例を示す図である。
Further, the
モータ駆動回路106は、例えば、トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3、トランジスタTP4、トランジスタTN1及びトランジスタTN2に対して図7に示したゲート信号を出力する。
The
これにより、トランジスタTP3及びトランジスタTP4は、ローレベルのゲート信号を受信してオンになる。また、トランジスタTN1及びトランジスタTN2は、ローレベルのゲート信号を受信してオフになる。さらに、トランジスタTP1及びトランジスタTP2は、周期的なゲート信号を受信してオンとオフとを繰り返す。この周期的なゲート信号は、チョッパ信号と呼ばれる。また、例えば、図7に示すように、この周期的なゲート信号は、周期が244マイクロ秒であり、1周期当たりでハイレベルとなっている時間が30.5マイクロ秒である。 Accordingly, the transistors TP3 and TP4 receive the low level gate signal and are turned on. Further, the transistors TN1 and TN2 are turned off upon receiving a low-level gate signal. Furthermore, the transistors TP1 and TP2 receive a periodic gate signal and repeat turning on and off. This periodic gate signal is called a chopper signal. Further, for example, as shown in FIG. 7, the periodic gate signal has a period of 244 microseconds and a high level time per cycle is 30.5 microseconds.
トランジスタTP1及びトランジスタTP2がオンとなっている間、図7に示した第1誘起電流Irs3及び第2誘起電流Irs4は、トランジスタTP1、端子ОUT1、コイル209、端子ОUT2、トランジスタTP2を通る第1経路を流れる。一方、トランジスタTP1及びトランジスタTP2がオフとなっている間、図7に示した第1誘起電流Irs3及び第2誘起電流Irs4は、トランジスタTP3、検出抵抗Rs1、端子ОUT1、コイル209、端子ОUT2、検出抵抗Rs2、トランジスタTP4を通る第2経路を流れる。
While the transistor TP1 and the transistor TP2 are on, the first induced current Irs3 and the second induced current Irs4 shown in FIG. 7 pass through the transistor TP1, the terminal OUT1, the
トランジスタTP1及びトランジスタTP2がオンからオフに切り替わる瞬間、すなわち第1誘起電流Irs3又は第2誘起電流Irs4が流れる経路が第1経路から第2経路に切り替わる瞬間に経路内のインピーダンスが大きくなる。これにより、図7に示すように、端子ОUT1及び端子ОUT2にスパイク状の電圧応答が出力される。 The impedance in the path increases at the moment when the transistors TP1 and TP2 switch from on to off, that is, at the moment when the path through which the first induced current Irs3 or the second induced current Irs4 flows changes from the first path to the second path. As a result, as shown in FIG. 7, a spike-like voltage response is output to the terminals OUT1 and OUT2.
回転検出回路113は、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Vcompを超えている場合、時計1に加えられた落下等の衝撃によりロータ202が回転したと判定し、これらのスパイク状の電圧応答の絶対値が基準電圧Vcomp以下である場合、当該衝撃によりロータ202が回転していないと判定する。なお、ここで言う基準電圧Vcompは、例えば、図7に示すように、0V又は基準電圧であるVSSとモータ駆動回路106の電源電圧であるVDDとの間の任意の電圧である。
When the absolute values of these spike-shaped voltage responses exceed the reference voltage Vcomp, the
回転方向判定回路114は、ロータ202が回転した方向を判定する。具体的には、回転方向判定回路114は、第1誘起電圧の絶対値が第2誘起電圧の絶対値よりも先に所定の閾値を超えた場合、ロータ202が衝撃で正転方向に回転したと判定する。また、回転方向判定回路114は、第2誘起電圧の絶対値が第1誘起電圧の絶対値よりも先に所定の閾値を超えた場合、ロータ202が衝撃で逆転方向に回転したと判定する。ここで、第1誘起電圧は、図6に示した第1誘起電流Irs3をコイル209に流す電圧である。第2誘起電圧は、図6に示した第2誘起電流Irs4をコイル209に流す電圧である。また、第1誘起電流Irs3は、駆動電流と同一の方向に流れる電流である。第2誘起電流Irs4は、駆動電流と反対の方向に流れる電流である。
The rotation direction determination circuit 114 determines the rotation direction of the
図6の軌跡r4は、ロータ202がN極をθ1の方向に向けている状態から第IV象限と第I象限との境界まで正転方向に回転する様子を表している。この場合、図2に示した駆動電流Idrvと同一の方向に第1誘起電流Irs3が流れる。第1誘起電流Irs3に対応している第1誘起電圧は、図7に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОUT1に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОUT2に出力される。また、端子ОUT1に出力された第1誘起電圧は、図7に示すように、一部が基準電圧Vcompを超えている。なお、端子ОUT2に出力された第1誘起電圧は、トランジスタTP2の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。
A locus r4 in FIG. 6 shows how the
図6の軌跡r5は、ロータ202がN極を第IV象限と第I象限との境界の方向に向けている状態からロータ202がN極をθ0の方向に向けている状態を経て、外ノッチ206の手前まで回転する様子を表している。この場合、図2に示した駆動電流Idrvと反対の方向に第2誘起電流Irs4が流れる。第2誘起電流Irs4に対応している第2誘起電圧は、図7に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОUT2に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОUT1に出力される。また、端子ОUT2に出力された第2誘起電圧は、図7に示すように、一部が基準電圧Vcompを超えている。なお、端子ОUT1に出力された第2誘起電圧は、トランジスタTP1の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。
The locus r5 in FIG. 6 shows the state after the
図6の軌跡r6は、反時計周りの角速度がゼロになった後、ロータ202が時計周りに回転する様子を表している。この場合、ロータ202が図6に示した軌跡r4で表される回転状態にある場合と同様に、図2に示した駆動電流Idrvと同一の方向に第1誘起電流Irs3が流れる。第1誘起電流Irs3に対応している第1誘起電圧は、図7に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОUT1に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОUT2に出力される。また、端子ОUT1に出力された第1誘起電圧は、図7に示すように、一部が基準電圧Vcompを超えている。なお、端子ОUT2に出力された第1誘起電圧は、トランジスタTP2の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。
A locus r6 in FIG. 6 shows how the
このように、図2に示した状態からロータを正転方向に1ステップ回転させた後、ロータを正転方向に1ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超える第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超える第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、再度絶対値が基準電圧Vcompを超える第1誘起電圧が端子ОUT1に出力される。回転方向判定回路114は、この現象を検出した場合、ロータ202が落下等の衝撃で正転方向に1ステップ回転したと判定する。
As described above, when a shock is applied to the timepiece according to the embodiment after rotating the
図8は、図2に示した状態からロータを正転方向に1ステップ回転させた後、ロータを逆転方向に1ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合の一例を示す図である。図9は、図8に示した場合においてコイルの二つの端子それぞれに発生する誘起電圧の一例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a case where a shock is applied to the timepiece according to the embodiment after rotating the rotor in the forward direction by one step from the state shown in FIG. 2 and then rotating the rotor in the reverse direction by one step. Is. FIG. 9 is a diagram showing an example of the induced voltage generated at each of the two terminals of the coil in the case shown in FIG.
モータ駆動回路106は、例えば、トランジスタTP1、トランジスタTP2、トランジスタTP3、トランジスタTP4、トランジスタTN1及びトランジスタTN2に対して図7に示したゲート信号と同様のゲート信号を出力する。これにより、これら六つのトランジスタは、図6及び図7を参照しながら説明した場合と同様に動作する。また、回転検出回路113は、図6及び図7を参照しながら説明した場合と同様の方法で時計1に加えられた落下等の衝撃によりロータ202が回転したか否かを判定する。
The
回転方向判定回路114は、ロータ202が回転した方向を判定する。図8の軌跡r7は、ロータ202がN極をθ1の方向に向けている状態から第III象限と第II象限との境界まで逆転方向に回転する様子を表している。この場合、図2に示した駆動電流Idrvと反対の方向に第2誘起電流Irs4が流れる。第2誘起電流Irs4に対応している第2誘起電圧は、図9に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОUT2に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОUT1に出力される。また、端子ОUT2に出力された第2誘起電圧は、図9に示すように、一部が基準電圧Vcompを超えているが、ロータ202の角速度が遅く、軌跡r7の角度範囲が狭いため、基準電圧Vcompを超えている範囲が狭くなっている。なお、端子ОUT1に出力された第2誘起電圧は、トランジスタTP1の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。
The rotation direction determination circuit 114 determines the rotation direction of the
図8の軌跡r8は、ロータ202がN極を第III象限と第II象限との境界の方向に向けている状態からロータ202がN極をθ0の方向に向けている状態を経て、時計周りの角速度がゼロになるまで回転する様子を表している。この場合、図2に示した駆動電流Idrvと同一の方向に第1誘起電流Irs3が流れる。第1誘起電流Irs3に対応している第1誘起電圧は、図9に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОUT1に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОUT2に出力される。また、端子ОUT1に出力された第1誘起電圧は、図9に示すように、一部が基準電圧Vcompを超えている。なお、端子ОUT2に出力された第1誘起電圧は、トランジスタTP2の寄生ダイオードにより一定以下に制限されている。
The locus r8 in FIG. 8 indicates that the
図8の軌跡r9は、時計周りの角速度がゼロになった後、ロータ202が反時計周りに回転する様子を表している。この場合、ロータ202が図8に示した軌跡r7で表される回転状態にある場合と同様に、図2に示した駆動電流Idrvと反対の方向に第2誘起電流Irs4が流れる。第2誘起電流Irs4に対応している第2誘起電圧は、図9に示すように、ハイレベルよりも低いスパイク状の電圧応答として端子ОUT2に出力され、ハイレベルよりも高いスパイク状の電圧応答として端子ОUT1に出力される。また、図9に示すように、端子OUT2の第2誘起電圧はVcompを超えず、端子OUT1に出力された第2誘起電圧は、トランジスタTP1の寄生ダイオードにより一定以下に制限される。
A locus r9 in FIG. 8 shows how the
このように、図2に示した状態からロータを正転方向に1ステップ回転させた後、ロータを逆転方向に1ステップ回転させる衝撃が実施形態に係る時計に加えられた場合、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超える第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超える第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、その後には第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えない。回転方向判定回路114は、この現象を検出した場合、ロータ202が落下等の衝撃で逆転方向に1ステップ回転したと判定する。
As described above, when an impact is applied to the timepiece according to the embodiment after rotating the rotor in the forward direction by one step from the state shown in FIG. Is output to the terminal OUT2, the first induced voltage whose absolute value exceeds the reference voltage Vcomp is output to the terminal OUT1, and thereafter the absolute value of the second induced voltage is the reference. Do not exceed the voltage Vcomp. When detecting this phenomenon, the rotation direction determination circuit 114 determines that the
図6から図9を参照しながら説明したロータ202の回転方向の判定方法をまとめると図10の表に示したようになる。図10は、実施形態に係る時計が衝撃によりロータが回転する方向を判定する方法を説明するための図である。図10に示すように、回転方向判定回路114は、駆動パルスが出力された後、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超える誘起電流が第1誘起電流である場合、ロータ202が衝撃を受けて回転する方向が正転方向であると判定する。一方、回転方向判定回路114は、駆動パルスが出力された後、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超える誘起電流が第2誘起電流である場合、ロータ202が衝撃を受けて回転する方向が逆転方向であると判定する。
The method of determining the rotation direction of the
回転数算出回路115は、第1誘起電圧の絶対値が所定の閾値を超える第1回数及び第2誘起電圧の絶対値が所定の閾値を超える第2回数に基づいて、ロータが正転方向に回転した正転回数又はロータが逆転方向に回転した逆転回数を算出する。
The rotation
図11は、衝撃によるロータの正転回数と衝撃を受けた場合におけるロータの挙動とコイルの端子に誘起される誘起電圧との対応関係の一例を示す図である。図11に示された対応関係は、図6及び図7を参照しながら説明した内容と同様の考察から導くことができる。 FIG. 11 is a diagram showing an example of a correspondence relationship between the number of forward rotations of the rotor due to the impact and the behavior of the rotor when the impact is applied and the induced voltage induced at the terminals of the coil. The correspondence relationship shown in FIG. 11 can be derived from the same consideration as the content described with reference to FIGS. 6 and 7.
図11(a)は、ロータ202が図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転した後、小さな衝撃を受けたが正転方向に1ステップも回転しなかった場合を示している。この場合、初めに絶対値が基準電圧Vcomp以下である第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcomp以下である第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、再度絶対値が基準電圧Vcomp以下である第1誘起電圧が端子ОUT1に出力される。
FIG. 11A shows a case where the
この場合、回転数算出回路115は、第1回数が「0」であり、第2回数が「0」であるため、ロータ202が正転方向に回転したと判定することも逆転方向に回転したと判定することもできない。しかし、この場合、ロータ202は、正転方向にも逆転方向にも回転していないため問題無い。
In this case, the rotation
図11(b)は、ロータ202が図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転した後、大きな衝撃を受けたが正転方向に1ステップも回転しなかった場合、例えば、外ノッチ207を超えているが内ノッチ204を超えていない場合を示している。この場合、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超えている第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、最後に絶対値が基準電圧Vcomp以下である第1誘起電圧が端子ОUT1に出力される。初めに出力される第1誘起電圧の絶対値及びその次に出力される第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超える理由は、ロータ202のN極が外ノッチ207により形成されている過飽和部を通過することにより、これらの絶対値が大きくなるからである。
FIG. 11B shows a case where the
この場合、回転数算出回路115は、第1回数が「1」であり、第2回数が「1」であることに基づいて、ロータ202が正転方向に0ステップ回転したと判定する。具体的には、回転数算出回路115は、第1回数「1」と第2回数「1」との和「2」から定数「2」を差し引くことにより正転方向に「0」ステップ回転したと算出する。
In this case, the rotation
図11(c)は、ロータ202が図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転した後、衝撃を受けて正転方向に1ステップ回転した場合、例えば、外ノッチ206の手前まで正転方向に回転した場合を示している。この場合、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超えている第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、最後に絶対値が基準電圧Vcomp以下である第2誘起電圧が端子ОUT2に出力される。
FIG. 11C shows that when the
この場合、回転数算出回路115は、第1回数が「2」であり、第2回数が「1」であることに基づいて、ロータ202が正転方向に1ステップ回転したと判定する。具体的には、回転数算出回路115は、第1回数「2」と第2回数「1」との和「3」から定数「2」を差し引くことにより正転方向に「1」ステップ回転したと算出する。
In this case, the rotation
図11(d)は、ロータ202が図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転した後、衝撃を受けて正転方向に2ステップ回転した場合を示している。この場合、この場合、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超えている第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、最後に絶対値が基準電圧Vcomp以下である第1誘起電圧が端子ОUT1に出力される。
FIG. 11D shows a case where the
この場合、回転数算出回路115は、第1回数が「2」であり、第2回数が「2」であることに基づいて、ロータ202が正転方向に2ステップ回転したと判定する。具体的には、回転数算出回路115は、第1回数「2」と第2回数「2」との和「4」から定数「2」を差し引くことにより正転方向に「2」ステップ回転したと算出する。
In this case, the rotation
なお、図11(c)及び図11(d)から、ロータ202が落下等の衝撃により正転方向した場合、ロータ202が1ステップ(180度)正常に回転する度に絶対値が基準電圧Vcompを超えるスパイク状の電圧応答が三回以上検出されることが分かる。
From FIGS. 11C and 11D, when the
図12は、衝撃によるロータの逆転回数と衝撃を受けた場合におけるロータの挙動とコイルの端子に誘起される誘起電圧との対応関係の一例を示す図である。図12に示された対応関係は、図8及び図9を参照しながら説明した内容と同様の考察から導くことができる。 FIG. 12 is a diagram showing an example of a correspondence relationship between the number of reverse rotations of the rotor due to the impact and the behavior of the rotor when the impact is applied and the induced voltage induced at the terminals of the coil. The correspondence relationship shown in FIG. 12 can be derived from the same consideration as the content described with reference to FIGS. 8 and 9.
図12(a)は、ロータ202が図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転した後、衝撃を受けたが逆転方向に1ステップも回転しなかった場合を示している。この場合、初めに絶対値が基準電圧Vcomp以下である第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcomp以下である第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、再度絶対値が基準電圧Vcomp以下である第2誘起電圧が端子ОUT2に出力される。
FIG. 12A shows a case where the
この場合、回転数算出回路115は、第1回数が「0」であり、第2回数が「0」であるため、ロータ202が正転方向に回転したと判定することも逆転方向に回転したと判定することもできない。しかし、この場合、ロータ202は、正転方向にも逆転方向にも回転していないため問題無い。
In this case, the rotation
図12(b)は、ロータ202が図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転した後、衝撃を受けて逆転方向に1ステップ回転した場合を示している。この場合、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超えている第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、最後に絶対値が基準電圧Vcomp以下である第2誘起電圧が端子ОUT2に出力される。
FIG. 12B shows a case where the
この場合、回転数算出回路115は、第1回数が「1」であり、第2回数が「1」であることに基づいて、ロータ202が逆転方向に1ステップ回転したと判定する。具体的には、回転数算出回路115は、第1回数「1」と第2回数「1」との和「2」から定数「1」を差し引くことにより逆転方向に「1」ステップ回転したと算出する。
In this case, the rotation
図12(c)は、ロータ202が図2に示した状態から正転方向に1ステップ回転した後、衝撃を受けて逆転方向に2ステップ回転した場合を示している。この場合、初めに絶対値が基準電圧Vcompを超えている第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第1誘起電圧が端子ОUT1に出力され、次に絶対値が基準電圧Vcompを超えている第2誘起電圧が端子ОUT2に出力され、最後に絶対値が基準電圧Vcomp以下である第1誘起電圧が端子ОUT1に出力される。
FIG. 12C shows a case where the
この場合、回転数算出回路115は、第1回数が「1」であり、第2回数が「2」であることに基づいて、ロータ202が逆転方向に2ステップ回転したと判定する。具体的には、回転数算出回路115は、第1回数「2」と第2回数「1」との和「3」から定数「1」を差し引くことにより逆転方向に「2」ステップ回転したと算出する。
In this case, the rotation
なお、図12(b)及び図12(c)から、ロータ202が落下等の衝撃により逆転方向した場合、ロータ202が1ステップ(180度)正常に回転する度に絶対値が基準電圧Vcompを超えるスパイク状の電圧応答が二回以上検出されることが分かる。
From FIGS. 12B and 12C, when the
回転補正回路116は、正転回数分、コイル209に駆動パルスを出力する処理を停止させる、又は正転回数分、コイル209に逆方向駆動パルスを出力する第1補正処理を実行する。例えば、回転補正回路116は、正転回数が1以上である場合、第1補正処理において、コイル209に駆動パルスを出力する処理を正転回数と同じ回数停止させる。または、第1補正処理において、逆方向駆動パルスを正転回数と同じ回数だけコイル209に出力する。回転補正回路116は、回転数算出回路115が算出した正転回数よりも少ない回数だけコイル209に駆動パルスを出力する処理を停止させてもよいし、正転回数よりも少ない回数だけコイル209に逆方向駆動パルスを出力してもよい。
The
また、回転補正回路116は、逆転回数に基づいてコイル209に回転補正パルスを出力する第2補正処理を実行する。例えば、回転補正回路116は、逆転回数が1以上である場合、第2補正処理において、コイル209に回転補正パルスを出力する処理を逆転回数と同じ回数実行する。ここで、回転補正パルスは、主駆動パルスと同等以上の駆動力を有する電圧パルスである。
Further, the
なお、端子ОUT1に出力される第1誘起電圧を検出する場合と端子ОUT2に出力される第2誘起電圧を検出する場合とは、毎回切り替えられてもよいし、常に第1誘起電圧と第2誘起電圧の両方を検出して不要な方の検出結果を無視するようにしてもよい。図11及び図12に示すように、端子ОUT1に出力される第1誘起電圧を検出する期間及び端子ОUT2に出力される第2誘起電圧を検出する期間は、タイマ時間TLにより区切られる。また、一回のタイマ時間TLの間に第1誘起電圧の絶対値又は第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを1回超えた場合でも複数回超えた場合でも、第1回数及び第2回数は、「1」となる。 It should be noted that the case of detecting the first induced voltage output to the terminal OUT1 and the case of detecting the second induced voltage output to the terminal OUT2 may be switched each time, and may always be the first induced voltage and the second induced voltage. Both of the induced voltages may be detected and the unnecessary detection result may be ignored. As shown in FIGS. 11 and 12, the timer time TL separates the period for detecting the first induced voltage output to the terminal OUT1 and the period for detecting the second induced voltage output to the terminal OUT2. In addition, whether the absolute value of the first induced voltage or the absolute value of the second induced voltage exceeds the reference voltage Vcomp once or multiple times during one timer time TL, the first number and the second number The number of times is “1”.
次に、図13を参照しながら実施形態に係る時計の動作の一例を説明する。図13は、実施形態に係る時計が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 Next, an example of the operation of the timepiece according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart showing an example of processing executed by the timepiece according to the embodiment.
ステップS10において、回転方向判定回路114は、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えているか否かを判定する。回転方向判定回路114は、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えていると判定した場合(ステップS10:Yes)、処理をステップS20に進める。一方、回転方向判定回路114は、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えてないと判定した場合(ステップS10:No)、処理をステップS80に進める。 In step S10, the rotation direction determination circuit 114 determines whether the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 exceeds the reference voltage Vcomp. When the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 exceeds the reference voltage Vcomp (step S10: Yes), the process proceeds to step S20. On the other hand, when the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 does not exceed the reference voltage Vcomp (step S10: No), the process proceeds to step S80.
ステップS20において、回転方向判定回路114は、ステップS10に係る第1誘起電圧が出力された後、端子OUT2に出力された第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えているか否かを判定する。回転方向判定回路114は、端子OUT2に出力された第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えていると判定した場合(ステップS20:Yes)、処理をステップS30に進める。一方、回転方向判定回路114は、端子OUT2に出力された第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えてないと判定した場合(ステップS20:No)、処理を終了させる。 In step S20, the rotation direction determination circuit 114 determines whether the absolute value of the second induced voltage output to the terminal OUT2 exceeds the reference voltage Vcomp after the first induced voltage according to step S10 is output. To do. When the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the second induced voltage output to the terminal OUT2 exceeds the reference voltage Vcomp (step S20: Yes), the process proceeds to step S30. On the other hand, when the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the second induced voltage output to the terminal OUT2 does not exceed the reference voltage Vcomp (step S20: No), the processing is ended.
ステップS30において、回転方向判定回路114は、ステップS20に係る第2誘起電圧が出力された後、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えているか否かを判定する。回転方向判定回路114は、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えていると判定した場合(ステップS30:Yes)、処理をステップS40に進める。一方、回転方向判定回路114は、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えてないと判定した場合(ステップS30:No)、処理を終了させる。 In step S30, the rotation direction determination circuit 114 determines whether or not the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 exceeds the reference voltage Vcomp after the second induced voltage in step S20 is output. To do. When the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 exceeds the reference voltage Vcomp (step S30: Yes), the process proceeds to step S40. On the other hand, when the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 does not exceed the reference voltage Vcomp (step S30: No), the process is ended.
ステップS40において、回転方向判定回路114は、ロータ202が衝撃で正転方向に回転したと判定する。
In step S40, the rotation direction determination circuit 114 determines that the
ステップS50において、モータ駆動回路106は、端子OUT1に出力される第1誘起電圧の絶対値又は端子OUT2に出力される第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcomp未満となるまでチョッパ増幅を実行する。
In step S50, the
ステップS60において、回転数算出回路115は、第1回数及び第2回数に基づいて正転回数を算出する。
In step S60, the rotation
ステップS70において、回転補正回路116は、正転回数分、コイルに駆動パルスを出力する処理を停止させる第1補正処理を実行する。なお、図13において図示を省略しているが、ステップS70における第1補正処理として、正転回数分、コイルに逆方向駆動パルスを出力してもよい。
In step S70, the
ステップS80において、回転方向判定回路114は、端子OUT2に出力された第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えているか否かを判定する。回転方向判定回路114は、端子OUT2に出力された第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えていると判定した場合(ステップS80:Yes)、処理をステップS90に進める。一方、回転方向判定回路114は、端子OUT2に出力された第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えていないと判定した場合(ステップS80:No)、処理を終了させる。 In step S80, the rotation direction determination circuit 114 determines whether or not the absolute value of the second induced voltage output to the terminal OUT2 exceeds the reference voltage Vcomp. When the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the second induced voltage output to the terminal OUT2 exceeds the reference voltage Vcomp (step S80: Yes), the process proceeds to step S90. On the other hand, when the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the second induced voltage output to the terminal OUT2 does not exceed the reference voltage Vcomp (step S80: No), the processing is ended.
ステップS90において、回転方向判定回路114は、ステップS80に係る第2誘起電圧が出力された後、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えているか否かを判定する。回転方向判定回路114は、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えていると判定した場合(ステップS90:Yes)、処理をステップS100に進める。一方、回転方向判定回路114は、端子OUT1に出力された第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えていないと判定した場合(ステップS90:No)、処理を終了させる。 In step S90, the rotation direction determination circuit 114 determines whether or not the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 exceeds the reference voltage Vcomp after the second induced voltage in step S80 is output. To do. When the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 exceeds the reference voltage Vcomp (step S90: Yes), the process proceeds to step S100. On the other hand, when the rotation direction determination circuit 114 determines that the absolute value of the first induced voltage output to the terminal OUT1 does not exceed the reference voltage Vcomp (step S90: No), the processing is ended.
ステップS100において、回転方向判定回路114は、ロータ202が衝撃で逆転方向に回転したと判定する。
In step S100, the rotation direction determination circuit 114 determines that the
ステップS110において、モータ駆動回路106は、端子OUT1に出力される第1誘起電圧の絶対値又は端子OUT2に出力される第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcomp未満となるまでチョッパ増幅を実行する。
In step S110, the
ステップS120において、回転数算出回路115は、第1回数及び第2回数に基づいて逆転回数を算出する。
In step S120, the rotation
ステップS130において、回転補正回路116は、逆転回数に基づいてコイルに回転駆動パルスを出力する第2補正処理を実行する。
In step S130, the
以上、実施形態に係る時計1について説明した。時計1は、端子ОUT1に出力される第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えたタイミングと、端子ОUT2に出力される第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超えたタイミングと、の順序に基づいて、ロータ202が衝撃により回転した方向を判定する。時計1は、例えば、端子ОUT1に出力される第1誘起電圧の絶対値が先に基準電圧Vcompを超える場合、ロータ202が衝撃で正転方向に回転したと判定する。一方、時計1は、端子ОUT2に出力される第2誘起電圧の絶対値が先に基準電圧Vcompを超える場合、ロータ202が衝撃で逆転方向に回転したと判定する。
The
次に、時計1は、例えば、第1誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超える第1回数及び第2誘起電圧の絶対値が基準電圧Vcompを超える第2回数の和から「2」を差し引くことにより正転回数を算出する。また、時計1は、例えば、第1回数及び第2回数の和から「1」を差し引くことにより逆転回数を算出する。そして、時計1は、正転回数分、コイル209に駆動パルスを出力する処理を停止させる等の第1補正処理又は逆転回数に基づいてコイル209に回転補正パルスを出力する第2補正処理を実行する。
Next, the
これにより、時計1は、ロータ202が衝撃で回転してしまった方向及び当該方向へ回転したステップの数を精度よく把握し、衝撃で正転方向に回転してしまった場合及び衝撃で逆転方向に回転してしまった場合のいずれについても高い精度で適切な時刻の補正を実行することができる。
As a result, the
なお、上述した時計1が備える機能の全部又は一部は、プログラムとしてコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、このプログラムがコンピュータシステムにより実行されてもよい。コンピュータシステムは、OS、周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置、インターネット等のネットワーク上のサーバ等が備える揮発性メモリ(Random Access Memory:RAM)である。なお、揮発性メモリは、一定時間プログラムを保持する記録媒体の一例である。
Note that all or some of the functions of the
また、上述したプログラムは、伝送媒体、例えば、インターネット等のネットワーク、電話回線等の通信回線により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。 The above-mentioned program may be transmitted to another computer system by a transmission medium, for example, a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
また、上記プログラムは、上述した機能の全部又は一部を実現するプログラムであってもよい。なお、上述した機能の一部を実現するプログラムは、上述した機能をコンピュータシステムに予め記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるプログラム、いわゆる差分プログラムであってもよい。 Further, the program may be a program that realizes all or some of the functions described above. The program that realizes some of the above-described functions may be a program that can realize the above-described functions in combination with a program recorded in advance in a computer system, that is, a so-called difference program.
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、具体的な構成が上述した実施形態に限られるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and includes design changes and the like without departing from the scope of the present invention.
1…時計、101…発振回路、102…分周回路、103…制御回路、104…主駆動パルス発生回路、105…補正駆動パルス発生回路、106…モータ駆動回路、107…ステッピングモータ、108…時計ケース、109…アナログ表示部、110…ムーブメント、111…指針、112…カレンダ表示部、113…回転検出回路、114…回転方向判定回路、115…回転数算出回路、116…回転補正回路、201…ステータ、202…ロータ、203…ロータ収納用貫通孔、204,205…内ノッチ、206,207…外ノッチ、208…磁心、209…コイル、Idrv…駆動電流、Irs1,Irs2…誘起電流、Irs3…第1誘起電流、Irs4…第2誘起電流、OUT1,OUT2…端子、P1…駆動パルス、P2,Pr…補正駆動パルス、Rs1,Rs2…検出抵抗、r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8,r9…軌跡、TN1,TN2,TP1,TP2,TP3,TP4…トランジスタ、Vcomp…基準電圧
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記コイルに流れた駆動電流と同一の方向に流れる第1誘起電流を前記コイルに流す第1誘起電圧の絶対値が所定の閾値を超えたタイミングと、前記駆動電流と反対の方向に流れる第2誘起電流を前記コイルに流す第2誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超えたタイミングと、の順序に基づいて、前記ロータが衝撃により回転した方向を判定する回転方向判定部と、
前記第1誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第1回数及び前記第2誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第2回数に基づいて、前記ロータが前記正転方向に回転した正転回数又は前記ロータが前記逆転方向に回転した逆転回数を算出する回転数算出部と、
前記正転回数に基づいて前記コイルに駆動パルスを出力する処理を停止させる、若しくは前記正転回数に基づいて前記コイルに逆方向駆動パルスを出力する第1補正処理、又は前記逆転回数に基づいて前記コイルに回転補正パルスを出力する第2補正処理、を実行する回転補正部と、
を備える時計。 A motor having a rotor for rotating the pointer clockwise in the forward rotation direction or the rotor for rotating the pointer in the reverse rotation direction which is the opposite direction to the forward rotation direction, and a coil for generating a magnetic flux for rotating the rotor;
The timing at which the absolute value of the first induced voltage flowing in the coil of the first induced current flowing in the same direction as the driving current flowing in the coil exceeds a predetermined threshold, and the second flowing in the direction opposite to the driving current. A rotation direction determination unit that determines the direction in which the rotor rotates due to an impact based on the order of the timing at which the absolute value of the second induced voltage that causes the induced current to flow through the coil exceeds the predetermined threshold value.
The rotor rotates in the forward rotation direction based on a first number of times when the absolute value of the first induced voltage exceeds the predetermined threshold value and a second number of times when the absolute value of the second induced voltage exceeds the predetermined threshold value. A rotation speed calculation unit that calculates the number of forward rotations or the number of reverse rotations in which the rotor rotates in the reverse rotation direction,
Based on the number of times of forward rotation, a process of outputting a drive pulse to the coil is stopped, or based on the number of times of forward rotation, a first correction process of outputting a drive pulse in the reverse direction to the coil, or based on the number of times of reverse rotation. A rotation correction unit that executes a second correction process of outputting a rotation correction pulse to the coil,
Clock equipped with.
請求項1に記載の時計。 When the number of forward rotations is 1 or more, the rotation correction unit stops the process of outputting the drive pulse to the coil in the first correction process the same number of times as the number of forward rotations.
The timepiece according to claim 1.
請求項1に記載の時計。 When the number of forward rotations is 1 or more, the rotation correction unit outputs the reverse drive pulse to the coil as many times as the number of forward rotations in the first correction processing.
The timepiece according to claim 1.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の時計。 When the number of reverse rotations is 1 or more, the rotation correction unit performs the process of outputting the rotation correction pulse to the coil in the second correction process the same number of times as the number of reverse rotations.
The timepiece according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の時計。 The rotation speed calculation unit calculates the normal rotation frequency by subtracting 2 from the sum of the first frequency and the second frequency.
The timepiece according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の時計。 The rotation speed calculation unit calculates the number of reverse rotations by subtracting 1 from the sum of the first number of times and the second number of times,
The timepiece according to any one of claims 1 to 5.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の時計。 The rotation direction determination unit determines that the rotor has rotated in the normal rotation direction when the absolute value of the first induced voltage exceeds the predetermined threshold value before the absolute value of the second induced voltage. ,
The timepiece according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の時計。 The rotation direction determination unit determines that the rotor has rotated in the reverse rotation direction when the absolute value of the second induced voltage exceeds the predetermined threshold value before the absolute value of the first induced voltage.
The timepiece according to any one of claims 1 to 7.
前記第1誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第1回数及び前記第2誘起電圧の絶対値が前記所定の閾値を超える第2回数に基づいて、前記ロータが前記正転方向に回転した正転回数又は前記ロータが前記逆転方向に回転した逆転回数を算出する回転数算出ステップと、
前記正転回数に基づいて前記コイルに駆動パルスを出力する処理を停止させる、若しくは前記正転回数に基づいて前記コイルに逆方向駆動パルスを出力する第1補正処理、又は前記逆転回数に基づいて前記コイルに回転補正パルスを出力する第2補正処理、を実行する回転補正ステップと、
を含む時計用モータ制御方法。 A first induced current that flows in the same direction as the drive current that flows in the coil that generates the magnetic flux for rotating the rotor in the forward rotation direction that rotates the pointer clockwise or in the reverse rotation direction that is the opposite direction to the normal rotation direction. When the absolute value of the first induced voltage flowing through the coil exceeds a predetermined threshold, and when the absolute value of the second induced voltage flowing through the coil of the second induced current flowing in the direction opposite to the drive current is the predetermined value. And a rotation direction determination step of determining a direction in which the rotor has rotated due to an impact, based on the order of the timing of exceeding the threshold value of
The rotor rotates in the forward rotation direction based on a first number of times when the absolute value of the first induced voltage exceeds the predetermined threshold value and a second number of times when the absolute value of the second induced voltage exceeds the predetermined threshold value. A rotation number calculation step of calculating the number of forward rotations or the number of reverse rotations in which the rotor rotates in the reverse rotation direction,
Based on the number of times of forward rotation, a process of outputting a drive pulse to the coil is stopped, or based on the number of times of forward rotation, a first correction process of outputting a drive pulse in the reverse direction to the coil, or based on the number of times of reverse rotation A rotation correction step of executing a second correction process of outputting a rotation correction pulse to the coil,
A motor control method for a timepiece including.
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